JPH0191905A - 板圧延における板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、板圧延における板厚制御方法に関す　　　゛
る。

（従来の技術） 板圧延における板厚制御方法として、ＢＩＳＲＡ方式Ａ
　Ｇ　Ｃ（Ａｕｔｏｇａａｔｉｃ　Ｇａｕｇｅ　Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）が周知である（第３版「鉄工便覧Ｊ　ＩＩＩ
　（１）、圧延基礎・鋼板、日本鉄鋼協会績、昭和５５
年６月３０日丸善株式会社発行、Ｐ、　２５１〜２５２
、　Ｐ、　３８９〜３９１参照）。

前記ＡＧＣは、圧延後の板厚ｈｍは圧延中のロール間隔
によって定まり、圧延中のロール間隔は無負荷時のロー
ル間隔Ｓｏと負荷時の圧延機の変形量によって定まると
するものである。

即ち、次のゲージメータ式が成立する。

ｈｍ　＝　Ｓｏ　＋　Ｐ／　Ｋ　　　　　−＝　”・（
１）ｈｍ；出側板厚（ｎ） Ｓｏ；無負荷時のロール間隔（鶴） Ｐ：圧延荷重（１） Ｋ；圧延機のミル定数（ｔ　／ｎ） 今、出側板厚りがΔｈだけ変化すると、Ｐ＋ΔＰ ｈ１１＋Δｈ　＝　Ｓｏ　＋　−・”　−（２）となる
。

従って、Δｈを０にするために、ロール間隔をΔＳだけ
変化させると、 Ｐ＋ΔＰ ｈｍ　＝　Ｓｏ＋ΔＳ十−−−−−−・（３）とするこ
とができる。

即ち、（３）式から（１）式を引くと ΔＰ ΔＳ＝−□　　　　　　・・・・・・（４）となり、ロ
ール間隔を（４）式に従って制御することにより、出側
板厚を常にｈｍに制御できる。

以上がＢＩＳＲＡ方式ＡＧＣの原理であるが、実際の圧
延において、無負荷時のロール間隔Ｓｏを測定すること
は極めて困難である。

即ち、ロールの摩耗や膨張、圧延速度によるバックアッ
プロール軸受の油膜厚変化、ロール偏心等により、無負
荷時の真のロール間隔Ｓｏを知ることはできない。

そこで、従来は、ＡＧＣに入る（ロックオン）直前に、
圧下スクリュー位置Ｓ１、圧延荷重Ｐ１、そのときの出
側板厚偏差Δｈ１を測定し、ｈ［＋Δｈｌ　＝　ｓｌ　
＋□　・・・・・・（５）が成立するとし、この（５）
式を基準に（４）式に従ってスクリュー位置を制御して
いた。

即ち、圧延中は、 ｈｍ＋Δｈ＝Ｓｉ＋ΔＳ＋□　・・・・・・（６）が成
立し、このΔＳとして（４）式を用いると、Ｋ　　　　
　　　　　　Ｋ であるから、（６）式は、 ＝３１＋□　　　・・・・・・（８） となる。（８）式と（５）式は等しいので、ｈＩＩ＋Δ
ｈ＝ｈｍ＋Δｈ１ 、．Δｈ−Δｈ１　　　　　　・・・・・・（９）とな
る。

即ち、スクリュー位置を（４）式に従って制御しても出
側板厚は目標板厚ｈｍにならず、常にΔｈ１のロックオ
ン時の板厚偏差が残ることになる。

そこで、従来は、このロックオン時の偏差Δｈ１を０に
すべく、出側板厚計でΔｈを検出して更にΔＳを補正し
ていた。

即ち、 ｈｍ＝　Ｓ１＋ΔＳ＋ΔＳ’＋　−−−−−−・ＧＯ＋
に となるようΔＳ”＝αｆΔｈｔ　ｄｔ　　の積分制御を
行っていた。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来の板厚制御方法では、 Δｓ’＝αｆΔｈ１　ｄｔ の積分制御を行なわなければならず、この場合、制御ゲ
インαの選定を小さくすると、ずれ量が零になるまで多
くの時間を要し、板厚が公差内に入るまでの長さが長く
なる。

逆にαを大きくすると板厚のハンティングが生じ、それ
による板厚不良部分が長くなる。そのため、中間の適当
なαを選んで制御しているのであるが、ずれ量が零とな
る時間が満足すべきものではなく、板厚精度の悪い部分
の長さが長くなると云う問題があった。

この問題点を解決するには、ロックオン時（制御開始時
）のΔｈを可及的に小さくすればよい。

そこで、本発明は、ロックオン時の板厚偏差を可及的に
小さ（するようなスクリュー制御量を見い出し、積分制
御時間を短かくして直ちに目標板厚を得ることができる
板圧延における板厚制御方法を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解決するため、次の手段を講じ
た。即ち、本発明の特徴とする処は次の通りである。

Ｂ　Ｉ　ＳＲＡ方式ＡＧＣによる板厚制御方法において
、′ 板圧延機で圧延開始後からＡＧＣ開始までの間、板材の
長手方向に沿ったｎ個（ｎ≧１）の測定点において圧延
荷重Ｐｉとスクリュー位置Ｓｉとを測定し、かつ、各測
定点の出側の板厚ｈｉと目標板厚ｈ■との差Δｈｉ＝ｈ
ｉ−ｔｏｗを求め、ＡＧＣ開始後は次式で示す制御量Δ
Ｓによりスクリュー位置を制御することを特徴とする板
圧延における板厚制御方法。

ＰｅＩ＝Ｐ−Ｃ−ａ・Δｈ β Ｐ　　＝　　　（ＰＩ　＋　Ｐ２　＋・−・−Ｐｎ）但
し、ΔＳ　；スクリュー位置の制御量Ｓｎ；ＡＧＣ開始
時のスクリュー位置 Ｐ　；制御時の圧延荷重 Ｋ　；圧延機のミル定数 Ｍ　；圧延材の塑性係数 ａ　；係数 β　；係数 （作　　用） 本発明によれば、圧延開始後、圧延荷重Ｐｉ、および、
圧下スクリュー位置Ｓｉを測定する。それらを、 Ｐｉ　（Ｐｌ　、　Ｐ　２　・・・・−・・・・Ｐｎ　
）　　　・・・・”（１１）Ｓｉ　（Ｓｌ　、　Ｓ　２
　・・・””　Ｓｎ　）　　　””（１２）但し、　　
ｎ≧１ とする。

また、各測定点の出側における板厚ｈｉを測定、または
計算により求める。

この出側板厚ｈｉを、出側に設けた板厚計で測定する場
合は、ロール周速ｖＲと先進率Ｓから、出側板速度Ｖｉ
を次式で求め、 Ｖｉ＝　（１＋　ｊｉ）　Ｖｌ（ｉ　　　　　・・・・
”（１３）前記速度Ｖｉを用いて上記測定点をトラッキ
ングし、各測定点が板厚針に到達した時の板厚ｈｉを測
定する。それらを ｈｉ　’（ｈｌ　、　　ｈａ　””ｈｎ）　　　　””
（１４）とする。

また、圧延中、出側の板厚計で板厚を測定できない場合
は、板厚ｈｉをゲージメータ式％式％（１５） に　；　ミル定数 で求める。

そして、前記出側板厚ｈｉに対して、目標板厚ｈｍとの
差Δｈｉを Δｈｉ　＝ｈｉ−ｈｗ＋　　　・旧−（１６）で求める
。それらを Δｈｉ　（Δｈ１．６Ｍ　−−−−−−Δｈｎ　）　・
（１７）とする。

次に、前記圧延荷重Ｐｉ　％スクリュー位置Ｓ１％およ
び板厚偏差Δｈｉの平均値を求める。

すなわち、 Ｐ　＝　−（Ｐｔ　＋　Ｐ２　＋・旧・・＋Ｐｎ）　　
・旧・（１８）・・・・・・（２０） 前記Ｐ、Ｓ、　　Δｈの関係は、ゲージメータ式より、
ｈｎ＋＋Δｈ　＝　Ｓ　＋　Ｐ／Ｋ　　　　　　　・・
・・−（２１）となる。本発明ではこの（２１）式をゲ
ージメータ式の基本式とする。この式は従来の（５）式
に対応するものである。この様に平均値を用いて基本式
としたのは、ロックオン時の荷重、スクリュー位置、偏
差をより正確にするためである。測定誤差が防止でき、
測定データが完全に信頼できればｎ＝１として、従来の
（５）式を用いてもよい。

次に、ｎ点目測定後、ＢＩＲＡＳ式ＡＧＣに入る。

この制御時の出側板厚偏差Δｈ、スクリュー位置Ｓｎ＋
ΔＳ１圧延荷重Ｐ　の関係は、ゲージメータ式より、 ｈｍ＋Δｈ＝Ｓｎ＋ΔＳ　＋　Ｐ／Ｋ　　−・−・−・
（２２）となる。

ここで、Δｈ→０とするようにΔＳを制御すれば積分制
御の時間が短かくなり、短時間の内に目標板厚ｈＩ１１
を得ることができる。

そこ、で、本発明では、Δｈ→０とするΔＳを次のよう
に仮定した。

β ΔＳ　＝　−−（Ｐ　−Ｐｅ）　　−−（２３）但し、
β；ゲイン Ｐｅ；基準荷重 前記（２３）式を（２２）式に代入してΔｈ−ｏになれ
ば短時間で目標板厚ｈｍを得ることができる。

しかし、（２３）式の基準荷重Ｐｅは未知数であり、こ
のＰｅを定めないと（２３）式に基づきスクリュー位置
を制御することができない。そこで、まずＰｅを求める
。

Ｐｅを求めるために、まず（２３）式を（２２）式に代
入すると、 Ｋ　　　　　　に （２４）式から（２１）式を引くと、 Ｋ　　　　　　ＫＫ ・・・・・・（２５） ところで、圧延荷重は、板厚、張力、摩擦係数、！変形
抵抗、などの函数であり、 Ｐ　＝　ｊ　　（ｈ、　　ｘ　Ｉ）　　　””　（２６
）但し、ｘｌは板厚り以外の各変数 と表わされる。

従って、基準値Ｐｍの回りでテーラ−展開し、２次項を
無視すると、 同じく、 となる。

（２７）、（２８）式を（２５）式に代入すると、Ｋ　
　　　　ＫＴｈｈ　　　　　　ＫＩＺＸＩ纒すると、 ここで、 Ｐ −−＝Ｍ、　　馴生係数であるから、（２９）式は、ｈ Ｋ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｋ　　　　
　　　Ｋ　　　　　に従って、この（３０）式の右辺を
０に近ずければΔｈ→０となる。即ち、（３０）式の右
辺を０にするＰｅを定めればよい。しかし、（３０）式
の右辺の最終項は測定不可能な変数であるため、これを
無視し、とすれば、Δｈを０に近ずけることができる。

よって、ＰｅＯ値は次式となる。

即ち、（３２）式の基準荷重Ｐｅを用いれば、Δｈ→０
に近ずけることができる。

この（３２）式のＰｅを用いてΔＳを計算するには、（
３２）式を（２３）式に代入する。

β ΔＳ　＝　−−（Ｐ、　−Ｐｅ） 実操業にあたうては、この（３３）式を次の様に表現す
る。

β ａ；実際の制御上の係数 次に、前記（３４）〜（３６）式を用いたスクリュー位
置制御につき説明する。

ロックオン開始後は、（２２）式が成立し、この式のΔ
Ｓとして、（３４）〜（３６）式を用いれば、（２２）
式は次の様に変形される。

・・・・・・（３７） Ｇη式に（２１）式を代入すると、 即ち、前記ΔＳでスクリュー位置を制御することにより
板厚偏差Δｈは（３８）式のようになる。

ここで、この（３８）式の板厚偏差Δｈが、従来の方法
による偏差Δｈ１より小さくなっているか否かを検証す
る。

従来例における（９）式は、β＝１として計算している
ので（３８）式においてもβ＝１を代入すれば、Δｈｌ
ｌＩＩＯ になり、板厚偏差が完全に補正されていることがわかる
。従って、本発明によれば、β＝１とすればロックオン
と同時に板厚を目標板厚ｈ１１にすることができる。

通常はβ〈１が採用され、このβを用いた従来例では、
（７）式を β ΔＳ　＝　−−（Ｐ　−Ｐｔ　）　　・・・・・・（７
）Ｉとして計算すれば、（９）式は となる。

一方、本発明では、ｎ＝１として（３８）式は・・・・
・・（３８）　’ と表わされる。

（９）゛　と（３８）’　を比較すると、（３８）’式
のΔｈの絶対値が（９）”のそれより小さくなることが
わかる。

従って、その後、このΔｈを０にする積分制御は従来の
ものに比べて短時間に行なえる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。

第１図において、ｌは本発明に使用する板圧延機であり
、２は圧延材、３はコイラ、４はロードセル、５は油圧
シリンダ、６は油圧シリンダ内の位置検出器、７は板厚
計を示す。

前記ロードセル４は圧延荷重Ｐを測定するものであり、
位置検出器６は、ワークロール８，８間の間隙を油圧シ
リンダ５の位置でもって、検出するものである。油圧シ
リンダ５に代えて圧下スクリューを用いることもある。

この場合、検出器によってスクリュー位置を検出し、ワ
ークロール８．８間の間隙とする。以下、この検出器６
による位置検出を、スクリュー位置Ｓと云う。

前記圧延機１により圧延材２の圧延開始後、荷重Ｐをロ
ードセル４で、スクリュー位置Ｓを位置検出器６でｎ点
測定する（ｎ≧１）。それらを、Ｐｉ　（Ｐｌ、　Ｐ　
２　””Ｐｎ　）Ｓｉ　（Ｓｌ、　Ｓ　２　””Ｓｎ　
）とする。

各測定点におけるワークロール８の周速をＶＲｉとする
と、そのときの出側板速Ｖｉは先進率をｆとすると、 Ｖｉ＝　（１＋ｆ）ＶＲｉ で求められるので、この板速Ｖｉから、前記測定点をト
ラッキングし、各点が板厚計７に到達した時の板厚ｈｉ
　（ｈ１＋　ｈ　２・旧・・・・・ｈｎ）を測定する。

次に、前記（１８）　（１９）　（２０）式によりｐ、
ｓ、　　Δｈを求め、（３２）式によりロックオン荷重
Ｐｅを定め、その後（３４）〜（３６）式によりスクリ
ュー位置を移動させてワークロール８，８間の間隙を調
整し、板厚を制御する。

第２図は前記スクリュー位置制御のブロック図である。

また第３図は同制御のフローチャートである。

第４図は、定常部入側板厚Ｈ＝０．２９６　ｔｍ、出側
目標板厚ｈｍ　−０，１８９０、変形抵抗Ｋｆ　＝７０
ｋｇ／−１入側単位張力σｈ−５ｋｇ／−出側単位張力
０＋　＝ｌＯｋｇ／ｄ、作業ロール径Ｄ＝４４０　φ鶴
の圧延条件で、圧延開始後制御を開始した時のシミレー
ション結果である。

従来法の場合、β＝０．７５　　、α＝２．５、Ｃ＝０
の時Δｈ＝ｏとなる時間が約４秒要し、その後、ハンテ
ィングを起こしている。Ｃを徐々に増加させていくと板
厚偏差は初期から小さいことがわかる。この圧延条件の
最適なＣは、Ｃ＝３．５である。

上記は冷間のレバースミルの例であるが、圧延機出側に
板厚計が設けられている熱延仕上ミルや冷間ダンデムミ
ルにも適用できることは勿論である。

また厚板圧延のように、圧延中に出側の板厚計で板厚を
測定できない場合は、板厚ｈｉを、ｈｔ　＝Ｓｉ＋Ｐｉ
／にで算出する。

第４図かられかるように、コイル先端から板厚精度が良
いことは明らかであり、第５図に、この方法を冷間レバ
ース圧延機に適用した場合の先後端の板厚不良による切
捨て量の改善効果を示す。

従来例に比べて切捨て量が１／２に減少した。

（発明の効果） 本発明によれば、圧延初期における板厚偏差Δｈを可及
的に小さくすべく、ロックオン荷重Ｐｅを定めて、以後
、このロックオン荷重Ｐｅを用いてスクリュー位置を制
御するようにしているので、ロックオン時の板厚偏差Δ
ｈを可及的小さくすることができ、Δｈ　−ｏにする時
間を短かくすることができ、板厚精度の向上が図られる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はレバース圧延機の概略部、第２図は制御ブロッ
ク図、第３図は制御フローチャート、第４図は本発明を
適用した場合のコイル先端部の板厚偏差の挙動を時間で
示した図、第５図は本発明の実機に適用した場合オフゲ
ージ長さについての従来法との比較を表わす図である。 １・・・圧延機、２・・・圧延材、３・・・コイラー、
４・・・ロードセル、５・・・油圧シリンダ、６・・・
油圧シリンダ内の位置検出器、７・・・板厚計。 第３図 第４図 ″１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ＢＩＳＲＡ方式ＡＧＣによる板厚制御方法において
   、 板圧延機で圧延開始後からＡＧＣ開始までの間、板材の
   長手方向に沿ったｎ個（ｎ≧１）の測定点において圧延
   荷重Ｐｉとスクリュー位置Ｓｉとを測定し、かつ、各測
   定点の出側の板厚ｈｉと目標板厚ｈｍとの差Δｈｉ＝ｈ
   ｉ−ｈｍを求め、ＡＧＣ開始後は次式で示す制御量ΔＳ
   によりスクリュー位置を制御することを特徴とする板圧
   延における板厚制御方法。 ΔＳ＝−β／Ｋ（Ｐ−Ｐｅ′）−Ｓｎ＋＠Ｓ＠Ｐｅ′＝
   ＠Ｐ＠−Ｃ・ａ・Δｈ Ｃ＝｛Ｋ＋（１−β）Ｍ｝／β ＠Ｐ＠＝１／ｎ（Ｐ＿１＋Ｐ＿２＋・・・・・・Ｐｎ）
   ＠Ｓ＠＝１／ｎ（Ｓ＿１＋Ｓ＿２＋・・・・・・Ｓｎ）
   ＠Δｈ＠＝１／ｎ（Δｈ＿１＋Δｈ＿２＋・・・＋Δｈ
   ｎ）但し、ΔＳ；スクリュー位置の制御量 Ｓｎ；ＡＧＣ開始時のスクリュー位置 Ｐ；制御時の圧延荷重 Ｋ：圧延機のミル定数 Ｍ；圧延材の塑性係数 ａ；係数 β；係数